Hallo zusammen, ich will eine Klebevorrichtung, in welcher die Andrückkraft über Tage hinweg aufrechterhalten und gemessen wird, neu konstruieren. Das lange Andrücken ist nötig, um die (optische) großflächige Kleberschicht möglichst dünn auszudrücken und erst dann mit UV zu härten. Während des Andrückens möchte man die Kraft, ja sogar die Balance (gleichmäßige Dicke der Klebeschicht in allen vier Ecken) im Auge behalten. Bisher habe ich mehrere solcher Vorrichtungen mit dem Honeywell FSG15N1A (Datenblatt: http://www.farnell.com/datasheets/1685533.pdf) realisiert. Meßbereich 1,5kg. Nun war ich schon drauf und dran, dieses Mal fertige, günstige Wägezellen mit geklebten DMS-Streifen zu verwenden. Zum Beispiel http://www.phidgets.com/products.php?category=34&product_id=3133_0 mit Meßbereich 5kg. Da sehe ich die Angabe "Creep: 5g/h". Das ist bei einigen Tagen dann doch eine erhebiche Verfälschung... Im Datenblatt des FSG15N1A sehe ich eine solche Angabe nicht. Für mich einleuchtend, da der Scherbalken und die DMS direkt in Silizium realisiert sind, oder? Es gibt allerding den Passus am Ende der zweiten Seite: "Application of a rigid, immobile force will result in output drift (decrease) as elastomeric seals relax." Kann mir den jemand ausdeutschen? Ich verstehe es so, daß die Befestigung des eigentlichen Kraftaufnehmers im Gehäuse nachgibt, wenn man den gesamten Sensor einfach nur geometrisch festliegend einspannt. Die Messung einer von der nachgebenden Geometrie unabhängigen Kraft, z.B. ein draufliegendes Gewicht, ergibt aber einen gleichbleibenden Meßwert ohne Creep. Seht Ihr das auch so? Oder gibt es Vorschläge für andere Sensoren? Habt Ihr Vermutungen, ob der Creep klassischer Wägezellen mit aufgeklebten DMS irgendwann zum Stillstand kommt? fragt der Tom.
Hallo, das Thema werde ich mal im Auge behalten. Leider bin ich in E-tech nicht so gut. Mechanik kann ich besser. Eine Feder kann als rein elastisch und oft lienear betrachtet werden. Ein Federpaket im verbund mit einer Wegmessung währe "schlupffrei". Gruß, OsRam
Ansgar Z. schrieb: > Ein Federpaket im verbund mit einer Wegmessung währe "schlupffrei". Das ist Stand der Technik 1965. Bei guten Aufnehmern mit DMS werden Klebstoffe mit geringem Kriechverhalten verwendet. Vollkommen ausschließen lässt es sich jedoch nicht. Tendenziell nimmt das Kriechen mit der Zeit ab. Wenn es sehr genau sein soll, müsste man das Kriechverhalten entsprechend messen und kompensieren.
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Ich möchte die Kraft gerne bei möglichst geringer Wegänderung messen, da ich die "schwimmende" Kleberschicht unter Kontrolle haben möchte. Eine ebenso "schwimmende" Andrückmechanik mit Federn wäre da nicht gut. Extrem harte Federn und einen extrem geringen Weg messen, das ist auch wieder sportlich. Ich denke, DMS-Kraftmesser oder in Silizium realisierte sind schon das Mittel der Wahl. Der FSG15N1A hat leider einen recht unspezifischen wackligen Stößel zur Krafteinleitung. Die draufsitzende Mechanik benötigt also noch eine Führung. Das ist gar nicht so einfach: Einerseits will ich möglichst spielfreie Unbeweglichkeit in den Querrichtungen zur Kraft, andererseits will ich die zu messende Kraft nicht durch eine Federkraft, Reibung oder Slipstick-Effekte verfälschen. Bisher habe ich sehr dünne Federstahlzungen in verschiedenen Richtungen verwendet. Aber die Gefahr eines "Knackfrosch"-Effekts war immer da. Mit den typischen Wägezellen könnte ich Führung und Messung in einem erledigen, aber nur, wenn die Verspannungen bei der Montage nicht zu groß sind. Man überbestimmt das ganze ja mehrfach. Ich glaube, ich muß es ausprobieren. Ich habe jetzt mal ein paar dieser günstigen Wägezellen und ein Auswertemodul bestellt. EDIT: Und das Kriechverhalten kann ich mir dann auch gleich ansehen. Ich habe ein Bild angehängt, damit man sich was vorstellen kann. Lila ist die Grundplatte, blau-durchsichtig die auf den Kraftsensoren liegende Platte. Das zu verklebende Teil (hell) wird da draufgeklemmt. Die FSG15N1A sind paarweise auf kleine Wippen montiert, weil ich damals nur diese Dinger kannte und die zu erwartenden Kräfte einen einzelnen je Meßpunkt überfordert hätten. Drei solcher Wippen sind im 120°-Winkel um den Mittelpunkt der Klebefläche herum angeordnet.
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Für derartige Anwendungen ist es eher ungünstig, die Kraft an den Ecken einzuleiten, da man dadurch für eine maximale Verbiegung des aufzuklebenden Teils sorgt. Dadurch, dass die Ecken und Kanten zuerst heruntergedrückt werden, verschließen sie auch den Abfluss für in der Mitte befindlichen Klebstoff, was die Verbiegung weiter fördert. Daher sollte der Anpressdruck in der Mitte sinnvollerweise sogar etwas größer sein als am Rand. Ich würde daher, ggf. durch seitliche Führungen begrenzt, einen schweren Körper zum Anpressen verwenden, der ggf. auf der Unterseite noch eine mittelmäßig harte Auflage hat, z.B. aus Gummi. Solange sich die Schwerkraft nicht ändert, erreicht man damit eine extrem reproduzierbare und zeitlich stabile Anpresskraft. Ggf. kann man während des Pressens auch noch weitere Massen nachlegen. Übliche DMS werden übrigens meist nicht als Silizium hergestellt, sondern aus Metallfolien, wobei versucht wird, die Temperaturausdehnungskoeffizienten zwischen DMS und Prüfling anzugleichen. Daher muss man bei der Auswahl eines geeigneten DMS darauf achten, das richtige Material auszuwählen. Es gibt auch Halbleiter-DMS für die Aufnahme besonders kleiner Verformungen, aber WIMRE ist deren Temperaturkompensation nicht so gut wie bei Metallfolien.
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